| 研究課題/領域番号 |
20K21273
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分38:農芸化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
島田 康人 三重大学, 医学系研究科, 講師 (40378427)
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| 研究分担者 |
今村 博臣 京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (20422545)
中山 寛子 三重大学, 地域イノベーション学研究科, 研究員 (20831085)
加藤 浩 三重大学, 地域イノベーション推進機構, 助教 (30378327)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | ゼブラフィッシュ / 光合成 / 光共生 / ATP |
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| 研究開始時の研究の概要 |
脊椎動物において光合成によるエネルギー供給が可能か、光合成細菌であるシアノバクテリアを共生させたゼブラフィッシュ を用いて検討する。2013年にサンショウウオの1種が受精卵時に近接する藻類を体内に取り込み、生育後も共生する藻類が光合成を行うことによりエネルギーをサンショウウオ本体に提供していることが報告された。このサンショウウオと同様のことが人工的に可能か、ゼブラフィッシュ受精卵を用いて研究を行う。さらにシアノバクテリア共生ゼブラフィッシュ体内において、光合成によって産生するATPが、ゼブラフィッシュの成長・活動に貢献しているかを明らかにし、長期の共生モデルを構築する。
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| 研究成果の概要 |
サンショウウオの1種が受精卵時に近接する藻類を体内に取り込み、生育後も共生する藻類が光合成を行うことによりエネルギーをサンショウウオ本体に提供している。このサンショウウオと同様のことが人工的に可能か、ゼブラフィッシュ受精卵を用いて検討した。
まず、細胞内ATP量に応じて蛍光を変化させるFRETタンパク質ATeamを恒常発現する遺伝子組み換えゼブラフィッシュを構築した。特定のシアノバクテリアをATeamゼブラフィッシュに血管内移植した結果、体内ATP量の増加が1週間にわたって検出できた。また、さらなる長期の共生モデルとして、腸内細菌叢としてのシアノバクテリアの定着に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
動物体内における光合成の成立は、前述のサンショウウオ以外これまで報告がなく、また人工的に行われたものもない。全く新しいチャレンジング（挑戦的）な研究である。将来的な応用展開としては、例えば腸内細菌としてのシアノバクテリアの共生による動物個体への栄養補給、特に飢餓・低栄養環境下での栄養補給や、魚類や哺乳類動物の養殖のサポートなどを想定している。
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